CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊ N KINH TẾ XÃ HỘI
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp thu thập, kế thừa những kết quả nghiên cứu trước
Phương pháp này được thực hiện trên cơ sở kế thừa và tổng hợp các nguồn tài liệu, tư liệu, số liệu thơng tin có liên quan một cách có chọn lọc, từ đó, đánh giá chúng theo yêu cầu và mục đích nghiên cứu.
Trong luận văn này, học viên đã thu thập được một số tài liệu như:
- Số liệu quan trắc hiện trạng môi trường nước mặt sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, Bắc Kạn, Bắc Giang các năm 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 của các Trung tâm Quan trắc môi trường tỉnh.
- Số liệu quan trắc hiện trạng môi trường nước mặt của các phụ lưu cấp I của sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên: Nghinh Tường, sông Đu, Sông Linh Nham, sông Công các năm 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 của Trung tâm Quan trắc môi trường tỉnh Thái Nguyên.
Điều tra, khảo sát thực địa, lấy mẫu bổ sung
Ngoài những số liệu đã thu thập được, học viên đã lấy mẫu bổ sung 2 đợt: mùa khô vào tháng 4/2011 và mùa mưa vào tháng 8/2011.
Bảng 2.1: Danh mục các điểm lấy mẫu
STT Địa điểm Thuộc sông Tỉnh Bắc Kạn
1 Xã Quảng Chủ- Huyện Chợ Mới Sông Cầu
Tỉnh Thái Nguyên
2 Xã Văn Lăng- Huyện Đồng Hỷ Sông Cầu
3 Xã Thần Sa- Huyện Võ Nhai Sông Nghinh
Tường
4 Xã Hịa Bình- Huyện Đồng Hỷ Sơng Cầu
STT Địa điểm Thuộc sông
6 Xã Sơn Cẩm- Huyện Phú Lương Sông Cầu
7 Sau nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ- Phường
Quan Triều- Thành phố Thái Nguyên Sông Cầu
8 Xã Linh Sơn- Huyện Đồng Hỷ Suối Linh Nham
9 Cầu Gia Bảy- Phường Trưng Vương- Thành phố
Thái Nguyên Sông Cầu
10 Đập Thác Huống- xã Huống Thượng- Huyện
Đồng Hỷ Sông Cầu
11 Cầu Trà Vườn- Phường Hương Sơn- Thành phố
Thái Nguyên Sông Cầu
12 Cầu Mây- Xã Úc Sơn- Huyện Phú Bình Sông Cầu
13 Xã Tân Phú- Huyện Phổ Yên Sông Cầu
14 Cầu Đa Phúc- Xã Thuận Thành- Huyện Phổ Yên Sông Công
Tỉnh Bắc Giang
15 Cầu Vát- Xã Hợp Thịnh- Huyện Hiệp Hịa Sơng Cầu
Các mẫu trên được phân tích theo 10 chỉ tiêu bao gồm: pH, hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS, BOD5, COD, NH4, Coliform, Fe, As, Pb, Zn.
Phương pháp lấy mẫu:
Việc lấy mẫu được tiến hành theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5996-1995. Ứng với mỗi chỉ tiêu phân tích, mẫu được chứa vào chai tương ứng và bảo quản theo hướng dẫn. Tất cả các chai, can nhựa đều được rửa sạch, tráng nước cất trước khi sử dụng, tiếp tục tráng lại 2-3 lần bằng loại nước lấy làm mẫu phân tích, rồi dùng lấy mẫu nước. Mẫu được mã hoá và đánh số ngay tại hiện trường trước khi đưa về phịng phân tích. Q trình vận chuyển về phịng thí nghiệm, mẫu được giữ lạnh bằng thùng bảo ơn và phân tích ngay những chỉ tiêu dễ thay đổi.
+ Đối với các chỉ tiêu phân tích BOD5, COD: Mẫu lấy vào bình khơng được nạp đầy, mà cần để một khoảng khơng khí sau khi nút chai. Điều đó cũng để dễ lắc
trước khi phân tích và tránh đưa chất ô nhiễm vào mẫu. Mẫu được đựng trong chai 0,5l, được bọc kín bằng nylon đen, bảo quản lạnh bằng nước đá trong thùng xốp.
+ Đối với chỉ tiêu Coliform: lấy vào chai thủy tinh tối màu, bảo quản lạnh bằng nước đá trong thùng xốp và phải phân tích trong vịng 24h.
+ Đối với các chỉ tiêu kim loai Fe, As, Pb, Zn, Hg, mẫu được đựng trong chai nhựa 0,5l và được axit hóa bằng axít HCl nồng độ 1:1
Phương pháp phân tích xác định các thơng số chất lượng nước mặt thực hiện theo hướng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn phân tích tương ứng của các tổ chức quốc tế.
Bảng 2.2: Phương pháp phân tích mẫu
STT Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Tiêu chuẩn
1 pH Máy đo TCVN 6492-1999 (Iso 10523:1994)
2 TSS Phương pháp trọng
lượng TCVN 6625-2000 (ISO 11923-1997)
3 NH4+ So màu TCVN 5988-1995 (ISO 5664-1984)
4 BOD5 Cấy và pha loãng TCVN 6001-1995 (ISO 5815-1989) 5 COD Đun hồi lưu kín, so màu TCVN 6491-1999 (ISO 6060-1989)
6 Fe So màu TCVN 6177:1996 (Iso 6332:1988E)
7 Các nguyên tố vi lượng
Đo bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử
(AAF)
APHA 3500
8 Coliform Phân tích sinh học TCVN 6187-1-1996 (ISO 9308-1- 1990)
Phương pháp xử lý số liệu
- Xử lý thống kê số liệu phân tích
Từ các số liệu thu thập được, cũng như số liệu phân tích năm 2011, học viên đã tiến hành tổng hợp, vẽ đồ thị và loại các sai số thô trong q trình phân tích.
Do nước sơng Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như sử dụng cấp nước sinh hoạt sau xử lý phù hợp (khu vực Văn Lăng- Huyện Đồng Hỷ), hoặc dùng tưới tiêu, thủy lợi, nên trong khuôn khổ luận văn này đã dùng Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08:2008/BTNMT cột A2 và B1) để đánh giá chất lượng nước sông Cầu trong những năm gần đây.
- Tính tốn ngưỡng chịu tải, khả năng tiếp nhận chất thải
Trong luận này, việc tính tốn ngưỡng chịu của sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên được thực hiện theo thông tư số: 02/2009/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
- Phương pháp dự báo chất lượng môi trường nước
Căn cứ vào Quy hoạch phát triển kinh tế xã hội tỉnh Thái Nguyên đến năm 2020 của Ủy ban nhân dân tỉnh Thái Nguyên, trong đó có phát triển đơ thị, cơng nghiệp, gia tăng dân số... tiến hành dự báo ảnh hưởng từ sự phát triển đó đến chất lượng môi trường nước sông Cầu.
- Phương pháp bản đồ
Nghiên cứu quản lý chất lượng nước không thể thiếu phương pháp bản đồ, nó được sử dụng nhiều để phục vụ thiết lập các bản đồ về chất lượng nước, hiện trạng ô nhiễm, và các bản đồ dự báo chất lượng môi trường nước ứng với các phương án được xây dựng.
Trên cơ sở các số liệu phân tích tại các điểm quan trắc, đã sử dụng phần mềm Mapinfo để thành lập:
+ Bản đồ về hiện trạng môi trường nước sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Ngun, thể hiện được các vị trí ơ nhiễm trên từng đoạn sông.
+ Sơ đồ phân đoạn ô nhiễm sông Cầu .
CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG CẦU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ
3.1. Hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông Cầu trên địa bàn Thái Nguyên
Chất lượng nước sông Cầu được đánh giá từ kết quả khảo sát, phân tích năm 2011 với 11 mẫu nước lấy dọc sông và 4 mẫu ở các phụ lưu cấp 1 của sông, vào 2 thời điểm mùa khô (MK) tháng 4/2011và mùa mưa (MM) tháng 8/2011, kết hợp với số liệu quan trắc nhiều năm của Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường tỉnh Thái Nguyên. Các mẫu được phân tích theo 10 chỉ tiêu gồm: pH, hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS, BOD5, COD, NH4, Coliform, Fe, As, Pb, Zn tại Phịng hóa phân tích- Liên đồn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước.
Khái niệm năm thủy văn được dùng khi đánh giá về chất lượng nước của từng mùa khơ, mưa và trung bình các năm. Năm thủy văn gồm 12 tháng, chia thành 2 mùa : mùa nước kiệt và mùa nước lũ. Ở miền Bắc Việt Nam nói chung và tỉnh Thái Nguyên nói riêng, năm thủy văn bắt đầu từ tháng 11 năm trước đến hết tháng 10 năm sau; trong đó, mùa nước kiệt từ tháng 11 đến hết tháng 4 năm sau, và mùa nước lũ từ tháng 5 đến tháng 10.
Qua các kết quả phân tích mẫu nước, có thế đánh giá chất lượng nước sông Cầu từ năm 2006 đến nay theo Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN 08: 2008/BTNMT (QCVN) như sau:
3.1.1. Chất lượng nước dịng chính sơng Cầu
Độ pH: Độ pH của nước ở các điểm quan trắc dọc sông Cầu dao động trong khoảng 6,4 (Văn Lăng- MK2007) đến 8,1 (Hồ Bình - MK2006). Năm 2011, pH dao động trong khoảng từ 6,9 đến 7,4 đạt tiêu chuẩn cho phép đối với nguồn nước loại A (giới hạn 6-8,5);
Chất rắn lơ lửng (TSS): Hàm lượng chất rắn lơ lửng trung bình nhiều năm dao động trong khoảng 3,4mg/l (Hịa Bình- MK2007) đến 90,2 mg/l (Hịa Bình- MM2008). Về mùa khơ, tại nhiều vị trí đã vượt QCVN cột A2 (30mg/l). Có thể thấy hàm lượng TSS thường đạt giá trị cao tại Sơn Cẩm, Hoàng Văn Thụ và Cầu
Trà Vườn. Năm 2011, tại 3 vị trí này hàm lượng TSS vượt quá QCVN cột A2, và đạt giá trị cao nhất là 52mg/l tại Hoàng Văn Thụ. Các vị trí cịn lại, hàm lượng TSS đều nằm trong giới hạn cho phép A2. Nhìn chung, hàm lượng TSS vào mùa khô năm 2011 thường có xu hướng tăng hơn những năm trước (hình 3.1, 3.2). Theo số liệu phân tích năm 2011 và số liệu thu thập năm 2010 có thể thấy hàm lượng TSS của sông Cầu trước khi đổ vào địa bàn tỉnh Thái Nguyên (Chợ Mới) và sau khi ra khỏi địa bàn Thái Nguyên (Cầu Vát) đều đạt QCVN cột A2.
Hình 3.1. Hàm lượng TSS mùa khơ năm 2006- 2009 (mg/l)
Về mùa mưa, hàm lượng TSS có xu hướng cao hơn so với mùa khơ, có thể là do nước lũ đổ về kèm theo nhiều chất rắn lơ lửng. Hàm lượng TSS cao nhất đạt 90,17mg/l tại Hịa Bình năm 2008, vượt quá QCVN cột B1 (50mg/l) là 1,8 lần. Ngồi ra, tại nhiều vị trí như Hịa Bình (MM2010), Sơn Cẩm (MM2008), Cầu Gia Bảy (MM2008), Hoàng Văn Thụ (MM2011), hàm lượng TSS cũng vượt quá QCVN cột B1. Các vị trí cịn lại, nói chung hàm lượng TSS thấp hơn tiêu chuẩn A2 (hình 3.3, 3.4)
Hình 3.3. Hàm lượng TSS mùa mưa năm 2006-2009 (mg/l)
Trên hình 3.5, 3.6 nhận thấy hàm lượng TSS trung bình nhiều năm tại nhiều vị trí đã vượt quá QCVN cột A2, thậm chí tại Hoàng Văn Thụ năm 2011 đã vượt QCVN cột B1. Hàm lượng TSS cao nhất thường ở Hịa Bình, Sơn Cẩm và Hồng Văn Thụ. Tại các vị trí Chợ Mới, Văn Lăng, Đập Thác Huống, Cầu Mây, Tân Phú, Cầu Vát hàm lượng TSS thường có xu hướng thấp hơn.
Hình 3.5. Hàm lượng TSS trung bình năm 2006-2009 (mg/l)
Hình 3.6. Hàm lượng TSS trung bình năm 2010-2011 (mg/l)
Nhu cầu oxy sinh hóa BOD5: Về mùa khơ, tại nhiều vị trí như Sơn Cẩm, Hồng Văn Thụ, Cầu Gia Bảy,… hàm lượng BOD5 đã vượt quá QCVN cột A2 (6mg/l). Tuy nhiên, ngoại trừ điểm Cầu Gia Bảy (MK2006), các điểm quan trắc khác đều đạt tiêu chuẩn B1. (hình 3.7, 3.8).
Hình 3.7. Hàm lượng BOD5 mùa khơ năm 2006-2009 (mg/l)
Hình 3.8. Hàm lượng BOD5 mùa khơ năm 2010-2011(mg/l)
Về mùa mưa, hàm lượng BOD5 có xu hướng tăng cao hơn mùa khơ. Tại 2 vị trí Cầu Gia Bảy (MM2007) và Đập Thác Huống (MM2006), hàm lượng BOD5 vượt ngưỡng cho phép, số còn lại đạt QCVN cột B1. So với QCVN cột A2, hàm lượng BOD5 tại nhiều nơi vượt mức cho phép. Các năm 2010, 2011, hàm lượng BOD5 dao động không nhiều, nằm trong khoảng 2,5 đến 8,2 mg/l. Nhận thấy khơng có dấu hiệu ơ nhiễm tại 2 vị trí Chợ Mới và Cầu Vát (hình 3.9, 3.10).
Hình 3.9. Hàm lượng BOD5 mùa mưa năm 2006-2009 (mg/l)
Hình 3.10. Hàm lượng BOD5 mùa mưa năm 2010-2011 (mg/l)
Xét trung bình nhiều năm, hàm lượng BOD5 trên sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên dao động không đáng kể, nhìn chung tại nhiều vị trí đã vượt QCVN cột A2 nhưng đều đạt QCVN cột B1 (hình 3.11, 3.12).
Hình 3.12. Hàm lượng BOD5 trung bình năm 2010-2011 (mg/l)
Nhu cầu oxy hóa học COD: Vào mùa khơ, những năm gần đây tại Văn Lăng, Hịa Bình, Tân Phú giá trị COD đều nhỏ hơn 15mg/l, đạt tiêu chuẩn đối với nguồn nước loại A2. Các vị trí cịn lại, vượt ngưỡng cho phép A2 nhưng đều đạt QCVN cột B1, ngoại trừ vị trí Cầu Gia Bảy (MK2006) hàm lượng COD đạt 31mg/l xấp xỉ ngưỡng cho phép B1. Năm 2011, hàm lượng COD có xu hướng tăng cao tại Hoàng Văn Thụ và Cầu Trà Vườn và đạt giá trị cao nhất tại Hoàng Văn Thụ là 22mg/l gấp 1,5 lần QCVN cột A2 (hình 3.13, 3.14).
Hình 3.14. Hàm lượng COD mùa khô năm 2010-2011(mg/l)
Vào mùa mưa, hàm lượng COD đều đạt QCVN cột B1, ngoại trừ điểm Cầu Gia Bảy ( MM2007) đạt 35,83mg/l. Tại nhiều vị trí như Sơn Cẩm, Cầu Gia Bảy,…, hàm lượng COD đã vượt ngưỡng A2. Theo kết quả phân tích năm 2011, hàm lượng COD thay đổi khơng nhiều so với trung bình mùa mưa nhiều năm, dao động trong khoảng 7,9mg/l đến 18,75mg/l.
Hình 3.15. Hàm lượng COD mùa mưa năm 2006-2009 (mg/l)
Nhìn chung, hàm lượng trung bình COD tại sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên những năm gần đây tại một số vị trí đã vượt QCVN cột A2 nhưng vẫn đạt QCVN cột B1.Tại vị trí Văn Lăng, Hịa Bình, Tân Phú ít bị ơ nhiễm hơn so với các vị trí cịn lại. Hai điểm Chợ Mới và Cầu Vát hàm lượng COD cũng đều nằm trong QCVN cột A2 (hình 3.17, 3.18)
Hình 3.17. Hàm lượng COD trung bình năm 2006-2009 (mg/l)
Hình 3.18. Hàm lượng COD trung bình năm 2010-2011(mg/l)
Chỉ tiêu NH4+
: Nồng độ NH4+ trong các mẫu nước dao động trong khoảng 0,02-0,27mg/l. Vào mùa khô, hàm lượng NH4+
tại một vài vị trí vượt QCVN cột A2 (0,2mg/l) như Cầu Gia Bảy (MK2009), Đập Thác Huống (MK2006, MK2010), Cầu Trà Vườn (MK2011), Cầu Mây (MK2009). Riêng tại Cầu Vát, so với các vị trí cịn lại, hàm lượng NH4+
đạt giá trị cao nhất, MK2010 đạt 0,37mg/l gấp 1,9 lần QCVN cột A2. Các vị trí cịn lại đều đạt QCVN cột A2. (hình 3.19, 3.20)
Hình 3.19. Hàm lượng NH4- tính theo N mùa khơ năm 2006-2009 (mg/l)
Hình 3.20. Hàm lượng NH4- tính theo N mùa khơ năm 2010-2011 (mg/l)
Vào mùa mưa, hàm lượng NH4+ nói chung ít biến động hơn. Hàm lượng cao tại vị trí Hịa Bình (MM2008) đạt 0,27mg/l, Cầu Trà Vườn (MM2011) đạt 0,25mg/l, vượt q QCVN cột A2. Các vị trí cịn lại đều đạt QCVN A2. Cũng như mùa khơ, tại vị trí Cầu Vát- Bắc Giang, hàm lượng NH4+ tăng cao hơn các vị trí cịn lại (hình 3.21, 3.22).
Hình 3.21. Hàm lượng NH4-tính theo N mùa mưa năm 2006-2009 (mg/l)
Hình 3.22. Hàm lượng NH4-tính theo N mùa mưa năm 2010-2011 (mg/l)
Nhìn chung, hàm lượng NH4+
trung bình năm dọc dịng chính sơng Cầu trên địa bàn Thái Nguyên ở mức rất thấp. Tất cả các vị trí khảo sát đều đạt QCVN cột B1. Phần lớn các mẫu nước cũng đạt QCVN cột A2, chỉ có vài vị trí vượt ngưỡng cho phép QCVN cột A2 (hình 3.23, 3,24).
Hình 3.23. Hàm lượng NH4-tính theo N trung bình năm 2006-2009 (mg/l)
Hình 3.24. Hàm lượng NH4-tính theo N trung bình năm 2010-2011 (mg/l)
Ngun tố kim loại:
+ Nguyên tố As: Vào mùa khô, hàm lượng As tại tất cả các vị trí đều thấp và đạt tiêu chuẩn A2 (0,02mg/l). Tuy nhiên, có thể thấy hàm lượng As vào mùa khơ thường cao hơn tại vị trí Hồng Văn Thụ, Cầu Gia Bảy, Cầu Trà Vườn. Năm 2011, hàm lượng As biến đổi không đáng kể, dao động trong khoảng 0,002-0,005mg/l.
Hình 3.25. Hàm lượng As mùa khơ năm 2006-2009 (mg/l)
Hình 3.26. Hàm lượng As mùa khơ năm 2010-2011 (mg/l)
Vào mùa mưa, tại nhiều vị trí hàm lượng As tăng lên rõ rệt, tuy nhiên vẫn nằm trong ngưỡng cho phép QCVN cột A2. Năm 2011, hàm lượng As đã tăng lên đáng kể trong đoạn song Cầu Gia Bảy đến Cầu Trà Vườn (hình 3.27, 3.28).
Hình 3.28. Hàm lượng As mùa mưa năm 2010-2011 (mg/l)
Nhìn chung, qua số liệu phân tích của những năm gần đây, nhận thấy chưa có dấu hiệu ô nhiễm kim loại As trên sông Cầu. Hàm lượng As trung bình nhiều năm đều thấp hơn nhiều so với ngưỡng cho phép QCVN cột A2 (hình 3.29, 3.30).
Hình 3.29. Hàm lượng As trung bình năm 2006-2009 (mg/l)
+ Nguyên tố Pb. Vào mùa khô năm 2010, 2011 nhận thấy có dấu hiệu ơ